姚銀歌，郭麗娟，王廣輝

（洛陽軸（zhóu）研科技股份有限公司，河南洛陽　471039）

　　摘　要：介紹了電主軸（zhóu）軸承的潤滑方式及工作原理，通過試驗分析了油氣量對電（diàn）主軸軸承振動、振動穩定性及溫升的（de）影響，結果表明，Z佳泵（bèng）油間隔（gé）時間為120～150s。

　　關鍵（jiàn）詞：電主軸軸承；油氣潤滑；振動；溫升；泵油間隔

　　1　引（yǐn）言

　　高速（sù）電主軸是機床的重要部件，其潤滑方式分為油脂、油霧和油氣3種。

　　（1）油脂潤滑適用於中低速電主軸，結構簡單，屬一次性注油，使用方便，成本較低。

　　（2）油（yóu）霧潤滑的工作原理是將潔淨的（de）加壓（yā）氣體通入二次霧（wù）化裝置，由其對潤滑油進行霧化，形成持續不斷的高壓油（yóu）霧對軸承進行潤滑和冷卻，相對於油脂潤滑提高了軸承的臨界轉速，但油霧潤滑係統可控性較差，主軸軸承在高轉速時攪油發熱嚴重，廢氣自然排放（fàng）到（dào）外部空間，對周邊環境造成汙染，不是一種理想的潤滑方式。

　　（3）油氣潤滑的工作原理是通（tōng）過（guò）16位（wèi）機控製定量泵的泵油頻率，以此對（duì）潤滑油進行精確分配，潔淨的加壓氣體攜帶精確分配的潤滑油持續不斷地供給（gěi）軸承，對軸承進行潤滑的同時起到散熱（rè）的作用。其供油量可控，軸承發熱低，冷卻效果好，溫升低，幾乎不汙（wū）染周邊（biān）環境，是電主軸軸（zhóu）承的理想潤滑（huá）方（fāng）式^[1]，缺點是成本較高。

　　目前油氣（qì）潤（rùn）滑型電主軸油氣量大小無統一的標準，泵油間隔時間完全（quán）憑經驗選取。要使振動值和軸承溫度達到Z佳，油量控製非常重要。泵油間隔時間短（油氣量大）時，油量多，軸承攪油發熱，徑向遊隙減小，軸（zhóu）承容易脹（zhàng）死；泵油間隔時間長（油氣量小）時，軸承潤滑不充分，鋼球和溝道處於邊界潤滑或甚至是幹摩擦狀態，鋼球易產生振動，振動值大時不僅降低軸承的精度（dù）壽命，也會引起軸承溫升過高，燒毀軸承^[2]。因此，分析確定Z佳的油氣量對電主軸軸承（chéng）的正常運行至（zhì）關重要。

　　2　試驗

　　2.1試驗目的

　　（1）觀察油氣潤滑型電主軸油氣量對軸承振動及發熱的影（yǐng）響（xiǎng）；（2）確定Z佳的油氣量，即Z佳泵油間隔時（shí）間。

　　2.2試驗儀器及裝置

　　VFD150V43A變頻控製器、MIXAIR2油氣（qì）潤滑裝（zhuāng）置、DZ－2振動測量（liàng）儀、170MD36Q13.6型電主軸（ZYS）、VX6108R/A8/C4/U/TP4數顯溫度（dù）傳感器（qì）及（jí）MCW－15C－04精密（mì）水冷（lěng）機。

　　其中，電主軸前軸承采用2－VEX45/NS，後軸承采（cǎi）用2－VEX35/NS；潤滑油采用32^#汽輪機油；2級電動機。氣源進氣壓力0.5～0.8MPa，出氣壓力0.2～0.25MPa。

　　2.3試驗方法

　　將水冷機、溫度傳感器、油氣（qì）潤滑（huá）裝置、變頻控製器按（àn）電主軸工作狀態接線。其中，溫度傳感器的兩觸頭分別接（jiē）在前、後軸承所在位置的殼體（tǐ）上，接線原理圖如圖1所示。考慮軸承（chéng）全速運行時發熱（rè）及振（zhèn）動對油氣量變化（huà）較敏感，故將變頻控製器（qì）頻率（lǜ）調至600Hz，電主（zhǔ）軸轉速為36000r/min，空載運行進行試驗泵油量為每次0.06mL。

圖（tú）1 接線原理圖

　　2.4結果與分析

　　采集3組試驗數據進（jìn）行分析，表1為軸承初跑（pǎo）合期間溫升及（jí）振動數據，表2、表3為軸承跑合後的數據（jù）。其中，主軸運（yùn）行時間為軸承發熱達到熱平衡狀態時的（de）運（yùn）行時間；軸承溫度為檢測所得Z低溫度和Z高溫度（dù）。

　　從表1中數據分析油氣量（liàng）對軸承發熱的影響：泵油間隔時間為25s時，前軸承溫度Z高（gāo），23.8℃後達到熱平衡，後軸承（chéng）溫度變化明顯，這是因為油氣（qì）量大，摩擦轉矩也大，軸承攪油發熱引起溫升。泵油（yóu）間隔152s時溫度略（luè）高於116s時溫度，變化並不明顯。從表1試（shì）驗數（shù）據（jù）看出，泵油間（jiān）隔116s時油氣量對（duì）軸承溫度的影響Z小。從表中數據分析泵油間隔時間對振動值影響：測量前3組數據，振動值均為0.9mm/s，基本穩定；而後2組數據振動值亦穩定在0.9mm/s，但（dàn）時而在1.3～1.9mm/s中間擺動，疑為潤滑油中的汙物或斷續的（de）油氣壓力（lì）對鋼球的衝擊所致。僅根據表1數據較難確定（dìng）Z佳泵油間隔時間，需采集更多數據進行分析（xī）。

表1 泵油間隔對軸（zhóu）承溫度及振動的影響（環境溫度27℃）

　　從表2、表3可看出：（1）泵油間隔時間（jiān）30s時，雖然振動（dòng）值較小，且振動值穩定，但油氣量大（dà），對環境有一定汙染，軸承（chéng）攪（jiǎo）油發熱（rè）大，不是Z佳泵（bèng）油間隔時間；（2）泵（bèng）油間隔時間226s時，油氣量少，對環境汙染小，但軸承不能得到充分潤滑，軸承溫度（dù）達23.1℃，有明顯噪聲，且振動值極不穩定。

表2 泵油間隔對軸承溫度（dù）及振動的影響（環境溫度22℃）

表3 泵油間隔對軸承溫度及振動的影（yǐng）響（環境溫度28℃）

　　對（duì）比表1～表3數據可知（zhī）：（1）在泵油間隔時間同為150s左右的情況下，表1與表2、表3振動值、振動穩定性及發熱均有差異；（2）泵油（yóu）間隔時間相同的情況下，軸承跑合（hé）前後振動值有差異，跑合後振動值較穩定（dìng），且振（zhèn）動值較低。

　　根據以上分析，考慮軸承發熱、振動穩定性及環境汙染等方麵因素，該型號電主軸軸承Z佳泵油間隔時間為120～150s。此數據（jù）也適用於與該型號（hào）軸承速度因（yīn）數（shù）差異不大的其他油氣潤滑型電主軸軸承。

　　3　結束語

　　由上述試驗結（jié）果分析可知，油氣潤滑型電主軸油（yóu）氣量的大小不僅影響軸承溫度，而且對振動值及振動穩定（dìng）性也有影響。Z佳油氣量的大小不是一（yī）成不變（biàn）的，與環境溫度及軸承的磨合狀態有一定關係，應針對具體應用工況進行選擇。

　　參考文獻：

　　[1]穆敬巍.磨用（yòng）電主軸的選用及維修[J]．金屬（shǔ）加工（gōng），2010（2）：62.

　　[2]吳隆.高速銑床電主軸（zhóu）的潤滑與冷卻[J].潤滑與密（mì）封，2004（4）：112－113.

來源：《軸承》2012年10期